高中物理 5.7《向心力》随堂学案 新人教版必修2（高一） - 图文

第7节 向心力

1.做匀速圆周运动的物体具有 ，根据牛4.做变速圆周运动的物体，根据它所受合力F产生顿第二定律，这个加速度一定是由于 ，的效果，可以把F分解为两个 的分力；这个合力叫做 。 跟 的分 2.向心力并不是像重力、弹力、摩擦力那样作为具

力和 的分力产生 的加

有某种

来命名的，它是从 命名的。 速度，这就是 。切向加速度描述物体速3.变速圆周运动所受的合力 。 度 改变的快慢。

{即讲即练}

【典题例释】 【例1】下面说法正确的是( ) A.因为物体做圆周运动，所以才产生向心力 B.因物体有向心力存在，所以才迫使物体不断改变运动的方向而做圆周运动 C.因为向心力的方向与线速度的方向垂直，所以向心力对做圆周运动的物体不做功 D.向心力是圆周运动物体所受的合力 【思路分析】本题考查学生对“向心力”概念的理解程度，某些初学者认为“圆周运动产生向心力”，认为向心力是不同于其他性质力的“新力”，因而造成错选A，又由于有部分同学没有弄清“圆周运动”和“匀速圆周运动”中所受合力与向心力的关系而错选D．做匀速圆周运动的物体所受的合力即为向心力，与速度方向垂直而不改变速度的大小；而一般圆周运动中向心力只是所受合力的一个分力，另一个分力沿圆周的切线方向，改变了速度的大小．所以，深入理解概念是解答本题的关键。 【答案】BC 【类题总结】本题旨在考查学生对“向心力”概念的理解程度，弄清向心力的来源及作用效果。向心力只是所受合力的一个分力，只改变速度的方向。另一个分力沿圆周的切线方向，改变速度的大小。 【例2】长＝0．5 m，质量可忽略的杆，其下端固定于O点，上端连有质量m＝2 kg的小球，它绕O点在竖直平面内做圆周运动．当通过最高点时，如图5—7—1所示，求下列情况下，杆受到的力(计算出大小，并说明是拉力还是压力，g取 210 m/s)： (1)当v＝1m/s时，杆受到的力为多少牛是，什么力? (2)当v＝4m/s时，杆受到的力为多少牛，是什么力? 【我行我秀】 1(1). 关于向心力，以下说法中不正确的是( ) A.是除物体所受重力、弹力以及摩擦力以外的一种新力 B.向心力就是做匀速圆周运动的物体所受的合外力 C.向心力是线速度变化的原因 D.只要物体受到向心力的作用，物体就做匀速圆周运动 1(2). 关于向心力，下列说法正确的是 ( ) A.向心力是一种效果力 B.向心力是一种具有某种性质的力 C.向心力既可以改变线速度的方向，又可以改变速度的大小 D.向心力只改变线速度的方向，不改变线速度的大小 1(3).飞机在空中做匀速圆周运动表演时，下列说法正确( ) A.飞机必须受到恒力的作用 B.飞机所受合力必须等于零 C.飞机所受合力的大小可能变化 D.飞机所受合力的大小不变，方向时刻改变 2(1). —水平放置的圆盘，可以绕中心O点旋转，盘上放一个质量为0.3kg的铁块，铁块与中间一根质量可以不计的弹簧秤相连接，如图所示。铁块随圆盘一起匀速转动，角速度是10rad/s时，铁块距中心O点40cm远，这时弹簧秤的示数是10N，则圆盘对铁块的摩擦力大小是 N。 用心 爱心 专心 1

图5-7-1

【思路分析】杆可以给球提供支持力(向上)或拉力(向下)，在方向未知的情况下，可以先假设向上，若计算结果FN>0，说明FN，的实际方向与假设方向相同；若FN<0，说明FN的实际方向与假设方向相反；若FN＝0说明杆对小球无作用力(临界) 【答案】设小球受到杆的作用力向上，如图5—7—2所示， 则（1），即 图5-7-2 2(2). 如图6—7—4所示，轻杆的一端有一小球，另一端有光滑固定轴O，现给球一初速度，使球和杆一绕O轴在竖直面内转动，不计空气阻力，用F表示球到达最高点时杆对小球的作用力，则F( ) 根据牛顿第三定律：杆受到的压力竖直向下. （2），方向A．一定是拉力 B．一定是推力 C．一定等于零 D．可能是拉力，可能是推力，也可能等于零 2(3) 长为的轻绳的一端固定在点，另一端拴一个质量为m的小球，先令小球以为圆心、L为半径的竖直平面内做匀速圆周运动，小球能通过最高点．如图5-7-4 负号说明力与规定方向相反，故球受到杆的作用，方向应竖直向下. 图所示，为重力加速度，则（ ） 根据牛顿第三定律，杆受到球的拉力，方向竖直向下. 【类题总结】本题考查圆周运动临界条件的应用，可以先利用临界条件判断力的方向，或先假设朝某一方向，然后根据所求结果判断其实际方向。 【例3】如图6-7-6所示，一个内壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，有两个质量相同的小球A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则下列说法正确的是( ) A.球A的线速度必定大于球B的线速度 B.球A的角速度必定小于球B的角速度 C.球A的运动周期必定小于球B的运动周期 D.球A对筒壁的压力必定大于球B对筒壁的压力 【思路分析】两球均贴着圆锥筒的内壁，在水平面内做匀速圆周运动，它们均受到重力和筒壁对它的弹力的作用，其合力必定在水 A.小球通过最高点时的速度可能为0 B.小球通过最高点时所受轻绳的拉力可能为0 C.小球通过最低点时速度大小可能等于2 D.小球通过最低点时受轻绳的拉力可能等于5 3(1). 如图所示，一轻质弹簧原长为，劲度系数为k，两端各系一平面内时刻指向圆心，如图所示。由图可知，筒壁对球的弹力，对于A 、B两球受到的个质量为m的小球，在光滑水平面上把弹簧中点固定在一个竖直转轴上，使两球绕轴转动，其共同的角速度为ω，则这L= 。 2 用心 爱心 时弹簧的总长度为 专心 3(2). 如图6—7—8所示，一半径足够大的圆台可绕其竖直轴在水平面内转动，

{超越课堂}

用心 爱心 专心3

〖基础巩固〗

1.关于向心力的说法正确的是 ( ) A.物体受到向心力的作用才可能做圆周运动

B.向心力是指向圆心方向的合力，是根据力的作用效果命名的

C.向心力可以是重力、弹力、摩擦力等各种力的合力，也可以是其中某一种力或某几种力的合力

D.向心力只改变物体运动的方向，不改变物体运动的快慢 2.下列说法中正确的是( )

A.物体在恒力作用下，一定做直线运动

B.物体在始终与速度垂直且大小不变的力的作用下，一定做匀速圆周运动 C.物体在变力作用下有可能做匀速圆周运动 D.物体在恒力作用下，不可能做圆周运动

3.细绳一端系一小球，另一端固定于悬点，让小球在水平面内做匀速圆周运动，如图6—7—13所示，细线的运动轨迹是圆锥面，所以这个运动装置叫做圆锥摆．关于 摆球A受力情况，下列说法中正确的是( ) A.摆球A受重力、拉力和向心力作用 B.摆球A受拉力和向心力作用 C.摆球A受拉力和重力作用

D.摆球A受重力和向心力的作用

图6—7—13

4.一圆盘可绕通过圆盘中心O且垂直于盘面的竖直轴转动。在圆盘上放置一小木块A，它随圆盘一起做加速圆周运动(如图6—7—14所示)，则关于木块A的受力，下列说法正确的是( ) A.木块A受重力、支持力和向心力 B.木块A受重力、支持力和静摩擦力， 图6—7—14 摩擦力的方向指向圆心 C.木块A受重力、支持力和静摩擦力，摩擦力的方向与木块运动方向相反

D.木块A受重力、支持力和静摩擦力，摩擦力的径向分力提供向心力 5.如图6—7—15所示，在匀速转动的圆筒内壁上紧靠着一个物体一起运动，物体所受的向心力是( ) A.重力 B.弹力

C.静摩擦 D.滑动摩擦力 图6—7—15 6.如图6—7—16所示，质量为m的木块半球形曲面的边缘滑到最低点的过程中，如果木块的速率不变，则( )

图6-7-16

A.因为速率不变，所以木块的加速度为零 B.木块下滑过程中所受合外力越来越大 C.木块在下滑的过程中的摩擦力大小不变 D.木块下滑过程中的加速度大小不变，方向始终指向球心 7.如图6-7-17所示，工厂中的水平天车吊起质量为2.7t的铸件，以2m/s的速度匀速行驶，钢绳长3m，当天车突然刹车时，钢绳所受的

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拉力为 N。(g=10m/s)

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